基于视觉传感的弧焊机器人焊接监控系统

摘要

一种弧焊机器人技术领域的基于视觉传感的弧焊机器人焊接监控系统，包括：焊接机器人、机器人控制器、视觉传感系统、接口电路装置、主控计算机，双逆变弧焊电源，其中：视觉传感系统动态采集焊接熔池的图像，并将图像传送到主控计算机，主控计算机接收视觉传感器提供图像信息，进行图像处理，并根据处理结果通过接口电路装置调整双逆变弧焊电源和控制焊接机器人，接口电路装置由模拟信号输出子模块、焊接开关及过程状态检测子模块和机器人控制器通用I/O子模块组成；焊接机器人通过机器人控制器接收主控计算机发送的行走指令信号，移动焊枪进行焊接。本发明提高了用户对弧焊机器人的焊接过程监控能力，拓展机器人在焊接自动化领域应用范围。

主权项

一种基于视觉传感的弧焊机器人焊接监控系统，其特征在于，包括：视觉传感系统、双逆变弧焊电源、接口电路装置、主控计算机、机器人控制器、焊接机器人，其中：视觉传感系统负责在焊接过程中动态采集焊接熔池的图像，并将所采集的图像通过视频线传送到主控计算机；双逆变弧焊电源包括状态监测端口、焊接电源焊接电流及送丝控制端口，其中状态监测端口包括起弧成功端子及脉冲同步端子，双逆变弧焊电源在焊接开始阶段是由起弧成功端子发出引弧成功信号给主控计算机，并接收来自主控计算机对双逆变弧焊电源的焊接电源焊接电流和送丝控制端口的电压值的调整信号；接口电路装置包括：模拟信号输出子模块、焊接开关子模块、过程状态检测子模块和机器人控制器通用I/O子模块，其中：模拟信号输出子模块接收主控计算机发出的电压信号，将电压信号进行隔离、放大后输出到双逆变弧焊电源的焊接电源焊接电流和送丝控制端口，焊接开关子模块接收主控计算机发出的数字电平信号，将数字电平信号隔离放大后输出到双逆变弧焊电源的起弧开关，过程状态检测子模块负责检测双逆变弧焊电源内部的起弧成功及脉冲同步端子信号，并把检测到电平信号高、低值分别发送给主控计算机，机器人控制器通用I/O子模块负责检测焊接机器人焊接关键位置点信号，并将该信号的电平值传输给主控计算机；主控计算机是整个弧焊机器人焊接监控系统的核心，焊接机器人行走到待焊工件起弧位置点，主控计算机检测到来自机器人控制器通用I/O子模块发出的起弧位置点的高电平信号，同时向焊接开关子模块发送高电平信号，执行起弧操作；开始起弧阶段，主控计算机通过过程状态检测子模块不断检测引弧成功信号、脉冲同步信号电平值，当引弧成功信号为高电平时，向机器人控制器通用I/O子模块发送高电平信号；焊接过程中，主控计算机在脉冲同步信号为低电平值时，接收视觉传感系统中的视觉传感器提供的焊接熔池视觉信息，进行图像处理，并根据处理结果通过接口电路装置实时调整双逆变弧焊电源和控制焊接机器人；机器人控制器负责检测焊接机器人起弧位置点的高电平信号，并把该高电平信号通过机器人控制器通用I/O子模块传送到主控计算机，并接收主控计算机通过机器人控制器通用I/O子模块发送的行走指令信号，并将行走指令信号传输给焊接机器人；焊接机器人接收机器人控制器发送的行走指令信号，完成行走和焊接动作。